Технологический стек блокчейн & IoT
Posted by Sergei Romanov 20 days ago

Закройте глаза и представьте будущее Интернета Вещей (IoT) — что вы видите? Большинство представляют себе мир, где все устройства подключены, могут легко разговаривать друг с другом и достаточно “умны”, автоматизируют нашу жизнь, сохраняя конфиденциальность наших данных. К сожалению, сегодняшний ландшафт Интернета Вещей далек от этого видения будущего, а инновации в отрасли Интернета Вещей относительно стагнируют. Используя традиционные облачные подходы, нам удалось подключить все к Интернету, но мы столкнулись с техническими и операционными препятствиями в области совместимости, автоматизации и конфиденциальности данных. Преодоление этих препятствий и использование всего потенциала Интернета Вещей требует нового децентрализованного подхода — технологии блокчейн.

Пересечение блокчейн и IoT быстро начало набирать обороты в 2018 году и все еще продолжается. То, что начиналось как зарождающаяся отрасль, превратилось в динамичную экосистему компаний, разрабатывающих блокчейн-компоненты и решения для умных городов, цепочки поставок, возобновляемых источников энергии, транспорта и других отраслей с поддержкой IoT. Несмотря на то что, очень просто можно объединить все эти компании вместе как “блокчейн & IoT”, они на самом деле сильно различаются по объему / подходу и затрагивают различные слои технологического стека блокчейн & IoT:

  • IoT устройства: физический уровень подключенных устройств, которые захватывают и передают данные в блокчейн, что делает его пригодным для использования в различных приложениях || Пример: Bosch
  • Подключение: позволяет передавать данные с устройств Интернета Вещей в блокчейн; устройства Интернета Вещей поддерживают один или несколько типов сетей подключения|| Пример: AT&T
  • Блокчейн-платформа: среда, состоящая из блокчейн-инфраструктуры, протоколов и сервисов, облегчающих построение и запуск DApps || Пример: IoTeX

Услуги: стандартные инструменты и модули для облегчения работы приложений (DApps)

Протокол: консенсус, сетевое участие, другие системные правила и процессы

Инфраструктура: вычислительные ресурсы, хранение и сетевые ресурсы для работы с узлами

  • Децентрализованные приложения (DApps): пользовательское программное обеспечения, построенное на инфраструктуре блокчейн, которая выполняет определенные функции с использованием данных, вводимых пользователем, и смарт-контрактов|| Пример: HABweeve

В нашем последнем блоге “Роль блокчейна в современной сфере Интернета Вещей (IoT)” мы объяснили, как блокчейн оживит инновации в индустрии Интернета Вещей и откроет новые возможности. В этом блоге, мы глубоко погрузимся в несколько уровней технологического стека блокчейна & IoT и опишем, как эти слои в конечном итоге объединяются, чтобы сформировать комплексные решения для Интернета Вещей.



Устройства Интернета Вещей (IoT)

Подключенные устройства Интернета Вещей служат мостом между физическим и цифровым миром. В то время как приложения, не относящиеся к IoT, обрабатывают данные только из действий, созданных пользователем (т.е. отправляют токены между узлами), приложения с поддержкой IoT также могут использовать данные с устройств IoT. К 2023 году, будет около 100 млрд устройств IoT, которые будут вести цифровую запись физической истории нашего мира.

Устройства IoT обычно имеют один или несколько типов датчиков/ трекеров (например, местоположение, температура, скорость, свет, качество воздуха), которые в цифровой форме записывают физические качества человека, актива или окружающей среды в определенный момент времени. Существуют миллиарды устройств IoT, которые собирают данные для различных целей, включая датчики с питанием от батарей, развернутые в труднодоступных местах, и смартфоны с передовыми датчиками (например, акселерометры гироскопов). В дополнение к типам данных, которые они собирают, устройства Интернета Вещей дополнительно различаются по ресурсам вычислений/хранения, подключению и заряду аккумулятора/батареи:

Безопасность и интеллект одноплатных компьютеров и недорогих устройств IoT имеет очень динамический рост. Достижения в области аппаратного обеспечения и разработки микросхем продвигают AI/ML и аналитику дальше к краю, а доверенные среды выполнения (TEE)используются в большем количестве устройств для обеспечения целостности и конфиденциальности данных. Блокчейн — индустрия также имеет амбициозные планы по оборудованию IoT — крипто кошельки встроены в различные устройства, маршрутизаторы удваиваются как майнинговые единицы, и многие проекты разрабатывают M2M-платежи на основе блокчейна. Мы будем продолжать видеть как появляются новые случаи использования блокчейна по мере продвижения IoT-устройств.



Подключение

IoT устройства имеют встроенные чипы поддержки одного или нескольких стандартов связи, которые имеют различные скорости передачи данных, диапазоны, уровни потребления энергии и затрат. Эти стандарты подключения позволяют передавать данные от устройства-к-устройству и от устройства-к-блокчейну. Каждый вариант использования Интернета Вещей уникален, поэтому понимание характеристик и совместимости различных типов подключения имеет решающее значение для оптимизации производительности и минимизации затрат. Например, вариант использования, в котором используются датчики с батарейным питанием, будет определять приоритет энергопотребления над скоростью, в то время как сценарий использования потокового видео будет определять приоритет скорости над дальностью. Обзор общих семейств стандартов подключения (большинство из которых имеют несколько вариантов) приведен ниже:

Эти стандарты подключения используются независимо и совместно в решениях Интернета Вещей. Чтобы расширить охват сбора данных и интеллекта насколько это возможно, обычно используется сочетание устройств (BLE, LPWAN) с более мощными шлюзами (WiFi). При определении подходящего сочетания технологии подключения, необходимо учитывать множество компромиссов, таких как пропускная способность, энергопотребление, диапазон и стоимость. Ниже мы приводим некоторые примеры реализации:


Низкая ширина полосы пропускания + низкое потребление мощности + высокий диапазон

  • Цель: отправка небольших данных на большие расстояния с помощью устройств с ограниченными ресурсами
  • Пример использования: отправка данных с удаленных датчиков в пустыне на ближайший шлюз
  • Типы подключения: LPWAN (LoRa, Sigfox, NB-IoT)

Высокая ширина полосы пропускания + низкое потребление мощности + низкий диапазон

  • Цель: отправка большого количества данных на короткие расстояния с помощью устройств с ограниченными ресурсами
  • Пример использования: отправка потоковых данных с устройства, работающего от батареи, на ближайший шлюз
  • Типы подключения: Bluetooth or WiFi

Высокая ширина полосы пропускания + высокое потребление мощности + высокий диапазон

  • Цель: отправка большого количества данных на большие расстояния с помощью полнофункциональных устройств
  • Пример использования: отправка видео с мобильного телефона, когда вы находитесь на улице(т.е. вдали от Wi-Fi)
  • Типы подключения: сотовая или спутниковая связь (Cellular, Satellite)



Блокчейн-платформы

За последние несколько лет наблюдается огромный рост как количества, так и возможностей блокчейн-платформ. На самом деле, инновации в блокчейн-индустрии на сегодняшний день в значительной степени сосредоточены на базовом уровне платформы. Все блокчейн-платформы уникальны, но разделяют одну и ту же цель — привлечения разработчиков к своей платформе, обеспечивая превосходные технологии, пользовательский опыт и/или управление. Прежде чем погрузиться глубже, давайте сделаем шаг назад, и определим — что такое блокчейн-платформа и чем они между собой отличаются?

На высоком уровне платформы позволяют разработчикам создавать, развертывать и обслуживать программные приложения в одной технической среде (например, мобильные приложения iOS / Android). Платформы облачных вычислений, таких как Amazon Web-сервис (AWS), предлагают инструменты для разработчиков (например, среды разработки, среды), инфраструктуру (т. е. S3 для хранения, EC2 для вычислений), и услугт (например, аналитики, личность) для традиционных разработчиков приложений. В отличие от традиционных приложений, DApps на базе блокчейна работают в децентрализованных одноранговых (P2P) сетях, где все узлы “достигают консенсуса”, поддерживая проверяемый распределенный регистр. Метод, с помощью которого сеть достигает консенсуса, и другие правила / процедуры, которые управляют сетью, определены в протоколе блокчейна. Как мы объясним ниже, уникальный блокчейн-протокол, инфраструктурные ресурсы и сервисы являются основными компонентами блокчейн-платформы.

компоненты блокчейн-платформы


Продолжение в нашем блоге

14 Views0 Replies0 Subscriptions
Loading